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這10多種電子干擾技術,你都知道嗎?

  • 由 雷達通訊電子戰 發表于 手機遊戲
  • 2021-06-19
簡介圖14 距離波門拖引干擾透過增大功率和發射數量較多的延遲脈衝串,模擬目標遠離雷達的運動這將延遲迴波訊號脈衝到達敵雷達顯示器的時間,使目標看起來好像偏離了雷達

電子干擾分為哪幾種

《這4種電子干擾方式,區分清楚了嗎?》一文簡單介紹了自衛干擾、防區外干擾、防區內干擾和隨隊干擾的電子干擾方式。今天趁熱打鐵,繼續分享雷達干擾的幾種常見干擾技術。昨日的留言中也有對通訊技術及其干擾感興趣的,之後我們也將陸續增加一些通訊對抗方面的內容。

壓制式干擾

壓制式干擾即發射訊號(當被雷達接收時),降低雷達處理回波訊號的能力。一般而言,壓制式干擾採用噪聲調製,然而在某些情況下也會採用其他調製樣式壓制雷達的特殊工作模式。

如圖8所示,壓制式干擾使雷達顯示屏充滿雜波,無法看清回波訊號。圖中是一個平面位置顯示器(PPI)螢幕,顯示屏或其他雷達輸出裝置出現的類似情況是由壓制干擾引起的。

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圖8 壓制式干擾產生背景雜波,使雷達很難或無法從接收訊號中提取所需資訊

阻塞式干擾

阻塞式干擾是壓制干擾最簡單的形式。在這種技術下,發射噪聲訊號覆蓋敵雷達工作頻率的寬頻率範圍。阻塞式干擾的優點是,不需要掌握敵雷達具體特徵引數就可以進行干擾。阻塞式干擾的缺點是,干擾效能比較低。

如圖9所示,因為受干擾雷達僅在頻寬內接收能量,不接收門限以外的脈衝訊號,所以大部分干擾功率是無效的。干擾效能定義為目標雷達實際接收的干擾功率佔干擾發射功率的比例。

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圖9 阻塞式干擾可以在寬頻段內連續輻射訊號功率。這樣效率比較低,因為受擾雷達只能看到雷達頻寬內的干擾,只在回波訊號到達時才會接收訊號

瞄準式干擾

如果噪聲干擾機將干擾頻段縮窄為目標雷達工作頻率附近的小範圍內,就是圖10和圖11所示的瞄準式干擾機。這種技術的干擾效能比較好,但是需要核查干擾效果,確保敵雷達沒有改頻。

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圖10 瞄準式干擾發射覆蓋受擾雷達工作頻率的窄帶訊號

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圖11 瞄準式干擾時,干擾頻寬僅略大於受擾雷達訊號的工作頻寬,可以獲得最佳的干擾效能。然後,由於製造工藝限制,頻寬通常要寬的多,在3-20MHz之間

掃頻式干擾

掃頻式干擾即在敵雷達訊號可能的工作頻率範圍內調諧窄帶噪聲訊號,如圖12所示。當頻段覆蓋目標雷達的工作頻寬時,這種干擾技術具有較高的干擾效能,但是干擾佔空比不足100%。對連續波雷達而言,這意味著敵一些雷達訊號脈衝不會受擾,雷達可以接收一些回波訊號。

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圖12 掃頻式干擾僅覆蓋了受擾雷達工作頻段的一部分,不過掃頻式干擾可以掃描整個頻段

圖13對比了這幾種壓制性干擾技術。

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圖13 干擾多部不同工作頻段的雷達時,需要複雜的射頻切換,多點瞄準式干擾是最有效的干擾技術

欺騙式干擾

欺騙式干擾即發射與雷達回波訊號類似的干擾訊號,使受擾雷達的訊號處理器對目標位置或速度資訊作出錯誤的判斷。目標平臺之外的裝置可以採用一些與欺騙式干擾相關的干擾技術。

這些技術包括生成帶有威脅目標訊號引數特徵的假目標。然而,這些技術用於對抗威脅雷達中採用各種電子防護(EP)技術的裝置,而不是讓威脅雷達的焦點遠離真實目標的距離、角度或多普勒頻率。

因此,欺騙式干擾是不是自衛干擾還需要進一步討論,因為欺騙式干擾需要目標方向雷達訊號的精確資訊(微秒級)。

一項與掃頻式干擾有關的欺騙技術是,利用遙控干擾機(防區外或防區內)生成假目標。這些假目標不會破壞跟蹤雷達的鎖定,但它們使雷達的處理和顯示飽和,可以有效降低敵雷達的探測效能。

假目標可以採用脈衝壓縮調製或脈衝多普勒訊號。某些情況下,假目標也可以與雷達或雷達掃描同步。

下面介紹的最初幾項技術不能干擾單脈衝雷達,因為單脈衝雷達從每一個脈衝獲得角度資訊。這些技術可以干擾多脈衝雷達。有些技術將有助於提高單脈衝雷達的角度跟蹤效能。

距離波門拖引

如圖14所示,這是回波訊號脈衝的時間特徵。距離波門拖引(RGPO)即透過增大功率和拖引極小的脈衝間隔轉發敵雷達脈衝。這樣會增加脈衝延遲。延遲時間呈拋物線或指數形式增加。

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圖14 距離波門拖引干擾透過增大功率和發射數量較多的延遲脈衝串,模擬目標遠離雷達的運動

這將延遲迴波訊號脈衝到達敵雷達顯示器的時間,使目標看起來好像偏離了雷達。如圖15所示,延遲脈衝進入雷達接收機後波門,使雷達距離跟蹤電路得出的目標距離比實際大得多。

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圖15 距離波門拖引干擾發射的延遲放大的回波訊號脈衝,增大雷達後波門功率,使雷達向外推算目標距離,遠離實際的目標

干擾脈衝的延遲增加到最大值後迅速恢復到零,然後不斷重複這樣的過程。這使雷達無法對目標進行距離跟蹤。如圖16所示,這是這種過程的另一種形式(稱為距離波門欺騙)。

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圖16 干擾非相干雷達時,可以使用轉發器自動進行距離波門欺騙。每接收到一個雷達脈衝,轉發器向雷達發射一個延遲的射頻脈衝

需要注意的是,如果雷達切換到回波訊號脈衝前沿跟蹤模式,距離跟蹤器將忽略延遲的干擾脈衝,繼續跟蹤真實的回波訊號脈衝,這時候需要採取其他干擾技術。

距離波門牽引

這是另一種方法,主要針對前沿跟蹤,使用脈衝重複頻率(PRF)跟蹤系統預測後續每一個脈衝的到達時間,在回波訊號脈衝到達之前發射一個功率更大的脈衝,如圖17所示。

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圖17 距離波門牽引干擾發射大功率脈衝,首先要與回波脈衝一致,接著生成數量越來越多的脈衝串,模擬目標向雷達方向運動

這項技術稱為距離波門牽引(RGPI)或者到達距離波門拖引。干擾訊號引導時間從零開始呈拋物線或指數增長,使目標看起來正向雷達運動。雷達距離跟蹤器得出的距離要比實際距離短。這種雷達跟蹤器前波閘電路圖如圖18所示。

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圖18 距離波門牽引干擾發射強幹擾脈衝,會增大雷達前波門的功率,使雷達在真實回波訊號脈衝進入之前開始距離估算

距離波門牽引需要計算未來脈衝的到達時間。雷達脈衝重複間隔固定或參差時可以計算,但雷達脈衝重複間隔隨機抖動時無法計算。

覆蓋脈衝

這節所說的覆蓋脈衝並不是真正意義上的欺騙式干擾,因為覆蓋脈衝需要知道雷達脈衝到達目標的確切時間。如圖19所示,覆蓋脈衝在雷達接收回波訊號脈衝之前開始,在接收完回波訊號脈衝之後結束。

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圖19 覆蓋脈衝可以使雷達探測不到回波訊號脈衝的到達時間,無法探測距離資訊

如圖20所示,距離框被多個覆蓋脈衝遮蔽,可以干擾脈衝重複間隔抖動的脈衝。這樣可以使雷達無法確定目標距離,比連續干擾的干擾效能高。

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圖20 透過遮蓋距離框,干擾訊號同步進入大量的距離框,遮蓋了被掩護飛機回波訊號的脈衝間距

這項技術需要脈衝重複頻率跟蹤。對脈衝重複間隔抖動的雷達而言,覆蓋脈衝必須延長脈衝重複間隔的覆蓋範圍。這樣會降低干擾效能。

逆增益干擾

非單脈衝雷達透過回波訊號脈衝幅度圖形特徵(相對於時間),確定目標的方位和高度。例如,圓錐掃描天線可以探測回波訊號能量隨時間的變化,如圖21所示。

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圖21 雷達天線沒有直接指向目標時,回波訊號脈衝幅度較小,這時逆增益干擾會發射幅度較大的脈衝

回波訊號功率呈正弦變化,天線波束距目標最近時回波訊號功率最大,當天線波束距目標最遠時回波訊號功率最小。可以操縱天線將目標置於圓錐掃描中心,並向最大脈衝幅度方向旋轉。

如果在正弦波低點發射功率增大的突發同步脈衝,雷達接收機將收到組合脈衝幅度圖形,如圖中虛線所示。雷達必須有一個頻寬相對較窄的跟蹤濾波器,才能得到正確的制導訊號,否則雷達跟蹤電路無法檢出突發的幅度變化。

因此,雷達會認為正弦波的相位出現了顛倒。藍色虛線疊加在圖形底線,就是跟蹤系統掌握的接收功率圖形。將掃描中心遠離目標而不是朝向目標,可以破壞雷達的角度跟蹤。

這項技術可以用來干擾多種天線掃描型別的雷達,但無法干擾單脈衝跟蹤雷達。

自動增益控制干擾

自動增益控制(AGC)干擾即發射大功率、窄帶、低佔空比的干擾脈衝。雷達必須靠自動增益控制來處理所需的高動態範圍。未來,自動增益控制必須具備快速攻擊慢衰減的特性。

因此,干擾脈衝激發雷達的自動增益控制,使前端增益下降,導致雷達無法檢測天線掃描引起的回波訊號脈衝幅度變化。如圖22所示,這是圓錐掃描雷達的工作原理。

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圖22 自動增益控制干擾機發射大功率的窄脈衝,激發雷達接收機的自動增益控制,使前端增益下降,壓縮了天線掃描的回波訊號脈衝幅度圖形

需要注意的是,這個圖形的第二條線畫的有點誇張,因為接收訊號的減少量通常足以完全遮蔽正弦圖形。圖22中用這種方式說明掃描幅度降低。

速度波門拖引

如圖23所示,這是連續波多普勒雷達的接收功率相對頻率的變化關係。考慮到地形特徵引起的相對速度,所以有多個頻率響應。

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圖23 多普勒雷達有與地形和目標飛機相對視向速度一致的多普勒頻率分量。速度波門被置於跟蹤目標周圍

速度波門被置於跟蹤目標周圍,一旦大功率訊號進入速度波門,將激發頻率跟蹤功能,如果它遠離真正的回波訊號頻率,雷達得到的目標速度與真實速度不同,可以破壞雷達的速度跟蹤。這項技術也可用來干擾脈衝多普勒雷達。

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